Momento de inercia, módulo resistente y radio de giro.
Seleccione la forma de la sección (perfil I, rectangular, circular o tubo). Introduzca las dimensiones necesarias como anchura del ala, espesor del alma y altura.
La calculadora determina el momento de inercia de área (Ix e Iy). Este valor representa la resistencia a flexión de la sección en función de su geometría.
En perfiles I, la mayor parte de la resistencia a flexión proviene de la distancia de los patines al eje neutro. Por eso las vigas altas y delgadas son tan eficientes.
El momento de inercia Ix gobierna la flecha y la rigidez; el módulo resistente Sx = Ix/c gobierna la tensión de flexión (σ = M/Sx); y el radio de giro rx = √(Ix/A) gobierna el pandeo. Un rectángulo de 50×200 mm, por ejemplo, tiene Ix = 3,33×10⁷ mm⁴, Sx = 333.000 mm³ y rx ≈ 57,7 mm — tres números diferentes que describen tres modos de fallo diferentes.
La inercia varía con el cubo del canto en la dirección de flexión. Poner de canto una sección de 50×200 mm sobre su lado estrecho da 16 veces el momento de inercia que apoyarla en plano (3,33×10⁷ frente a 2,08×10⁶ mm⁴). Por eso las viguetas de forjado se instalan altas y delgadas en vez de anchas y bajas.
Vaciar material cerca del eje neutro retira peso donde aporta poco. Un tubo redondo de 100 mm con un taladro de 80 mm conserva alrededor del 59 % del momento de inercia de la barra maciza usando solo el 36 % de su sección — una gran ganancia de rigidez por peso, por lo que los tubos dominan en mástiles y marcos.
Sx supone que la sección permanece elástica; Zx supone que toda la sección ha plastificado y se usa en el diseño por estados límite (LRFD). Su relación es el factor de forma — 1,5 para un rectángulo, alrededor de 1,12-1,18 para un perfil I típico — que representa la reserva de resistencia entre la primera plastificación y una rótula plástica completa.